Colisões de galáxias. Gastão B. Lima Neto IAG/USP

Transcrição

1 Colisões de galáxias Gastão B. Lima Neto IAG/USP AGA extensão junho / 2008

2 O que são galáxias? Do grego, Galaxias Kyklos = círculo leitoso (γαλαξίας =galaxias = leite). Segundo a mitologia grega, leite derramado pela deusa Hera. Via Láctea = caminho de leite (lactea = leite em latim). A olho nu, aparência faixa de aparência leitosa que atravessa o céu. CTIO Chile

3 O que são galáxias? Obseravções: Antiguidade, Via Láctea. Antiguidade, Hemisfério Sul: Provável observação a olho nu das Nuvens de Magalhães; Registro histórico em 1519 por Fernando de Magalhães. CTIO Chile

4 Descobrindo a Galáxia Em 1609, Galileu descobre que a Via Láctea é feita de "uma multitude de estrelas fracas".

5 Estrelas Nebulosas Depois da luneta de Galileu, descoberta de nebulosas. Dezenas conhecidas no início do séc. XVIII. 1781: Catálogo de ~100 nebulosas de Charles Messier.

6 Universos-ilhas mais estrelas menos estrelas ~1750, T. Wright, E. Kant e J. Lambert propõem que as nebulosas sejam Universos-Ilhas

7 Descoberta da estrutura das galáxias 1786/1802: Catálogo de William Herschel e família. 1845: Lord Rosse descobre a estrutura espiral de algumas nebulosas.

8 Grande debate de 1920 : universo de estrelas X universo de galáxias Harlow Shapley Via Láctea muito grande Sol a 15 kpc do centro Nebulosas fazem parte da galáxia Heber D. Curtis Via Láctea pequena Sol está no centro Nebulosas são universos ilhas modelo de Kapteyn (1901) O grande problema era a determinação de distâncias das nebulosas.

9 Universo de galáxias Em 1926, Edwin Hubble mostra que as nebulosas espirais estão muito além da Via Láctea. Hubble utilizou a relação Período-Luminosidade das estrelas Cefeidas (Henrietta Leavitt) como indicador de distância.

10 Classificação morfológica de galáxias Seqüência de diapasão de Hubble (1936) Espirais Normais Elípticas Lenticulares Espirais barradas

11 Galáxias Elípticas NGC147 NGC185 M87 IC3443 NGC4478 NGC4476 NGC 4486A

12 Galáxias Espirais NGC1350 NGC1300 NGC1532 M31 galáxia de Andrômeda

13 Galáxias espirais: braços espirais M 74 Espirais logarítmicas na natureza

14 Galáxias Espirais Grand design & Floculentas. M51 (HST) NGC 7424 (ESO) Galáxias grand design se encontram frequentemente em pares: efeitos gravitacionais da galáxia companheira.

15 Via Láctea: uma galáxia espiral Primeiro modelo dos braços da Via Láctea, Cornelius Easton (1900)

16 A Via Láctea hoje Modelo baseado em observações com o satélite Spitzer (junho / 2008) Sol

17 Bojo A Galáxia Barra Halo Sol Disco Hoje, como imaginamos que seja a Galáxia. Sol está a cerca de 8 mil parsecs do centro

18 Forma das galáxias Nem todas as galáxias tem uma aparência bem comportada Espirais Normais Elípticas Lenticulares Espirais barradas

19 Galáxias normais e peculiares peculiaridade morfológica: galáxias irregulares.

20 Galáxias não são universos-ilhas ~60% das galáxias se encontram em algum tipo de associação: pares, grupos, aglomerados. Anos 1970: Galáxias irregulares (peculiares) são resultado de interações gravitacionais. Simulação da passagem de uma galáxia anã esférica próxima de um disco (galáxia espiral). Toomre 1972

21 Dificuldades observacionais Observa-se um instantâneo das interações; Observa-se apenas uma projeção; Qualidade da observação: (resolução, sensibilidade). esta galáxia está distante, atrás do grupo Sexteto de Seyfert (HCG79)

22 Dificuldades teóricas Sistema gravitacional de muitos corpos. Tratamento do gás (hidrodinâmica) Formação estelar e explosões de Supernovas cluster de PCs para cálculo numérico no IAG Sexteto de Seyfert (HCG79)

23 Simulações numéricas Fazemos um modelo com N-corpos (pontos). Cada ponto tem massa, posição e velocidade conhecida. A posição e a velocidade são avançadas passo a passo.

24 Simulação de uma colisão Galáxia anã atravessa uma espiral.

25 Simulação de uma colisão Galáxia anã atravessa uma espiral.

26 Simulação de uma colisão Galáxia Roda de carruagem.

27 Galáxia Roda de carruagem imagem do telescópio espacial Hubble Qual destas galáxias é a culpada?

28 Galáxia Roda de carruagem Contornos da emissão de hidrogênio.

29 Colisão de galáxias de mesma massa Colisão de duas galáxias espirais J. Barnes

30 Colisão de galáxias de mesma massa J. Barnes Colisão de duas galáxias espirais de massas aproximadamente iguais. "Camundongos" NGC 4676

31 Colisão de galáxias de massas iguais Galáxia Antena.

32 Grupo Local

33 Via Láctea e M31: uma colisão no futuro? M31 tem uma velocidade radial de 120 km/s na direção da Via Láctea, mas não conhecemos a velocidade transversal de M31. J.Dubinski 2000

34 Galáxias em interação observadas pelo telescópio espacial Hubble

35 Conseqüência das colisões Transformação morfológica: Espiral + Espiral ou Elíptica => Elíptica gigante Elíptica + anã => Espiral? Aumento da taxa de formação estelar: galáxias mais brilhantes e azuis. Aumento da atividade nuclear: quasares e radiogaláxias.

36 Conseqüência das colisões Colisões lentas (v orbital < v interna ) Fusão das galáxias Colisões rápidas (v orbital > v interna ) Massas comparáveis: Grande perturbação da morfologia Massas muito diferentes (anã + galáxia gigante) Pequena ou nenhuma transformação morfológica

37 Conseqüência das colisões Colisões lentas de uma galáxia anã com a Via Láctea

38 Conseqüência das colisões Colisões lentas (v orbital < v interna ) Fusão das galáxias Colisões rápidas (v orbital > v interna ) Massas comparáveis: Grande perturbação da morfologia Massas muito diferentes (anã + galáxia gigante) Pequena ou nenhuma transformação morfológica Anã de Sagitário Sol

39 Colisões de galáxias ao longo do tempo início Observamos fusões de galáxias em vários estágios. imagens HST final